[发明专利]一种降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体及其应用

说明书

本发明公开了一种降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体及其应用。所述的降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体，相对于核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示的CYP82E5基因，所述的降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体含有的CYP82E5基因序列中392位的G被A取代发生了点突变，所述的降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。应用为所述的降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体在获得尼古丁低转化率的烟草植株中的应用。本发明所述的降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体获得的云烟87材料中，叶片尼古丁转化率比对照下降约20%，显著降低了尼古丁的转化率。

技术领域

本发明属于遗传工程技术领域，具体涉及一种降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体及其应用。

背景技术

尼古丁（nicotine）、去甲基尼古丁（nornicotine）、假木贼碱（anabasine）、和新烟碱（anatabine）是烟草（Nicotiana tobacum）中主要的生物碱，其中尼古丁是首要的生物碱，占生物碱总含量的90-95%，去甲基尼古丁含量通常低于总生物碱的3.5%，是尼古丁通过去甲基化反应转化生成。去甲基尼古丁能够对人体健康产生危害，主要表现在它是卷烟烟气中潜在致癌物质亚硝基去甲基尼古丁（nitrosonornicotine, NNN）的合成前体，可能导致食管癌、口腔癌的发生。去甲基尼古丁也能直接诱导吸烟者血浆中蛋白的异常糖基化，也有研究表明它能与常用类固醇类药物发生共价反应，影响药效和毒性。因此，减少尼古丁转化生成去甲基尼古丁，即降低尼古丁转化率具有重大意义。

国际上有两种类型的烟草在生产中广泛应用，白肋烟和烤烟，其中白肋烟生产主要在西方发达国家及南美洲，我国主要种植烤烟。白肋烟CYP82E2亚家族的CYP82E4、CYP82E5、CYP82E10基因能够编码具有活性的尼古丁去甲基酶，是尼古丁转化的关键酶。Gavilano等通过RNAi技术抑制白肋烟强“转化株”CYP82E4及其同源基因的表达，去甲基尼古丁合成受到显著抑制，转基因植株的尼古丁转化率最低只有0.8%，甚至低于白肋烟“非转化株”普遍大约3-5%的转化率。Julio等人在1132个EMS诱变突变株中筛选得到10株在CYP82E4基因座发生点突变的烟草，其中无义突变及错义突变株中尼古丁转化率降至极其微量水平。Lewis等人用EMS诱变的方法分别获得了CYP82E4、CYP82E5、CYP82E10发生突变的白肋烟材料，发现CYP82E5、CYP82E10基因突变不影响尼古丁转化率，三个基因同时突变的突变株中尼古丁转化率远远低于对照株。上述研究表明白肋烟中CYP82E4是决定尼古丁转化率的关键基因，CYP82E5、CYP82E10基因无明显影响。白肋烟和烤烟中尼古丁转化机制不同，但目前尚无烤烟尼古丁去甲基酶基因的功能研究发表，降低其尼古丁转化率的方法仍需探索。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体；第二目的在于提供所述的降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体的应用。

本发明的第一目的是这样实现的，相对于核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示的CYP82E5基因，所述的降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体含有的CYP82E5基因序列中392位的G被A取代发生了点突变，所述的降低尼古丁转化率的CYP82E5基因突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。